Hamiltonisch Schema des Programms in Klammern AHS Ergebnisschema der AHS Braket-Aufgabe QuEra Schema der Geräteeigenschaften

Reichen Sie ein analoges Programm mit QuEra Aquila ein

Diese Seite bietet eine umfassende Dokumentation über die Funktionen des Aquila Maschine von QuEra. Hier werden die folgenden Details behandelt: 1) Der parametrisierte Hamilton-Operator, simuliert durch Aquila, 2) AHS Programmparameter, 3) Inhalt der Ergebnisse, 4) AHS Aquila Parameter „Fähigkeiten“. Wir empfehlen, die Textsuche Strg+F zu verwenden, um Parameter zu finden, die für Ihre Fragen relevant sind.

Hamiltonisch

Das Tool Aquila Maschine von QuEra simuliert nativ den folgenden (zeitabhängigen) Hamilton-Operator:

Mathematische Gleichung mit Summationen, die den Hamilton-Operator eines Systems darstellen und dabei Begriffe aus Antrieb, lokaler Verstimmung und Interpunktkopplung beinhalten.

Anmerkung

Der Zugriff auf lokale Verstimmung ist eine experimentelle Funktion, die auf Anfrage über Braket Direct verfügbar ist.

where

H _drive,k (t) =( ¹/₂Ω (t) e ^{i( t)} S _−,k + ¹/₂Ω (t) e ^{−iφ (t) S) + (−δ (t_+,k)} n), _global _k
- Ω (t) ist die zeitabhängige globale Antriebsamplitude (auch bekannt als Rabi-Frequenz) in Einheiten von (rad/s)
- φ (t) ist die zeitabhängige, globale Phase, gemessen im Bogenmaß
- S _−,k und S _+,k sind die Operatoren zur Senkung und Erhöhung des Spins des Atoms k (in der Basis |↓⟩^{=|g38/1, |≫ d=|r⟩, sie sind S =|g389 ¤ r|, S =( S₋) † =|r¤ ₊ ₋}
- Δ (_globalt) ist die zeitabhängige, globale Verstimmung
- n _k ist der Projektionsoperator für den Rydberg-Zustand des Atoms k (d. h. n=|r¤ ¤ r|)
H (t) =-Δ (t) h n _{local detuning,k} _local _k _k
- Δ _local (t) ist der zeitabhängige Faktor der lokalen Frequenzverschiebung in Einheiten von (rad/s)
- h _k ist der ortsabhängige Faktor, eine dimensionslose Zahl zwischen 0,0 und 1,0
^{V _vdw,k,l =C₆/(d_k,l) 6 n n,} _k _l
- C ₆ ist der Van-der-Waals-Koeffizient in Einheiten von (rad/s) * (m) ^6
- d _k,l ist der euklidische Abstand zwischen Atom k und l, gemessen in Metern.

Benutzer haben über das AHS Braket-Programmschema die Kontrolle über die folgenden Parameter.

2D-Atomanordnung (X _k - und _k Y-Koordinaten jedes Atoms k, in Einheiten von um), die die paarweisen Atomabstände d _k,l mit k steuert, l=1,2,... N
Ω (t), die zeitabhängige, globale Rabi-Frequenz, in Einheiten von (rad/s)
φ (t), die zeitabhängige, globale Phase, in Einheiten von (rad)
Δ _global (t), die zeitabhängige, globale Verstimmung, in Einheiten von (rad/s)
Δ _local (t), der zeitabhängige (globale) Faktor für die Größe der lokalen Verstimmung, in Einheiten von (rad/s)
h_k, der (statische) ortsabhängige Faktor für das Ausmaß der lokalen Verstimmung, eine dimensionslose Zahl zwischen 0,0 und 1,0

Anmerkung

Der Benutzer kann weder kontrollieren, um welche Stufen es sich handelt (d. h. die Operatoren S₋, S₊, n sind fest) noch die Stärke des Rydberg-Rydberg-Wechselwirkungskoeffizienten (C). ₆

Schema des Programms in Klammern AHS

Braket.IR.AHS.Program_V1.Program-Objekt (Beispiel)


Program(
    braketSchemaHeader=BraketSchemaHeader(
        name='braket.ir.ahs.program',
        version='1'
    ),
    setup=Setup(
        ahs_register=AtomArrangement(
            sites=[
                [Decimal('0'), Decimal('0')],
                [Decimal('0'), Decimal('4e-6')],
                [Decimal('4e-6'), Decimal('0')],
            ],
            filling=[1, 1, 1]
        )
    ),
    hamiltonian=Hamiltonian(
        drivingFields=[
            DrivingField(
                amplitude=PhysicalField(
                    time_series=TimeSeries(
                        values=[Decimal('0'), Decimal('15700000.0'), Decimal('15700000.0'), Decimal('0')],
                        times=[Decimal('0'), Decimal('0.000001'), Decimal('0.000002'), Decimal('0.000003')]
                    ),
                    pattern='uniform'
                ),
                phase=PhysicalField(
                    time_series=TimeSeries(
                        values=[Decimal('0'), Decimal('0')],
                        times=[Decimal('0'), Decimal('0.000001')]
                    ),
                    pattern='uniform'
                ),
                detuning=PhysicalField(
                    time_series=TimeSeries(
                        values=[Decimal('-54000000.0'), Decimal('54000000.0')],
                        times=[Decimal('0'), Decimal('0.000001')]
                    ),
                    pattern='uniform'
                )
            )
        ],
        localDetuning=[
            LocalDetuning(
                magnitude=PhysicalField(
                    times_series=TimeSeries(
                        values=[Decimal('0'), Decimal('25000000.0'), Decimal('25000000.0'), Decimal('0')],
                        times=[Decimal('0'), Decimal('0.000001'), Decimal('0.000002'), Decimal('0.000003')]
                    ),
                    pattern=Pattern([Decimal('0.8'), Decimal('1.0'), Decimal('0.9')])
                )
            )
        ]
    )
)

JSON(Beispiel)


{
    "braketSchemaHeader": {
        "name": "braket.ir.ahs.program",
        "version": "1"
    },
    "setup": {
        "ahs_register": {
            "sites": [
                [0E-7, 0E-7], 
                [0E-7, 4E-6],
                [4E-6, 0E-7],
            ],
            "filling": [1, 1, 1]
        }
    },
    "hamiltonian": {
        "drivingFields": [
            {
                "amplitude": {
                    "time_series": {
                        "values": [0.0, 15700000.0, 15700000.0, 0.0],
                        "times": [0E-9, 0.000001000, 0.000002000, 0.000003000]
                    },
                    "pattern": "uniform"
                },
                "phase": {
                    "time_series": {
                        "values": [0E-7, 0E-7],
                        "times": [0E-9, 0.000001000]
                    },
                    "pattern": "uniform"
                },
                "detuning": {
                    "time_series": {
                        "values": [-54000000.0, 54000000.0],
                        "times": [0E-9, 0.000001000]
                    },
                    "pattern": "uniform"
                }
            }
        ],
        "localDetuning": [
            {
                "magnitude": {
                    "time_series": {
                        "values": [0.0, 25000000.0, 25000000.0, 0.0],
                        "times": [0E-9, 0.000001000, 0.000002000, 0.000003000]
                    },
                    "pattern": [0.8, 1.0, 0.9]
                }
            }
        ]
    }
}

Hauptfelder
Feld Programm	Typ	description
setup.ahs_register.sites	Liste [Liste [Dezimal]]	Liste der 2D-Koordinaten, an denen die Pinzette Atome einfängt
setup.ahs_register.filling	Liste [int]	Markiert Atome, die die Fallenstellen besetzen, mit 1 und leere Stellen mit 0
hamiltonisch. drivingFields[] .amplitude.time_series.times	Liste [Dezimal]	Zeitpunkte der Antriebsamplitude, Omega (t)
hamiltonisch. drivingFields[] .amplitude.time_series.values	Liste [Dezimal]	Werte der Antriebsamplitude, Omega (t)
hamiltonisch. drivingFields[]. Amplitudenmuster	str	räumliches Muster der Antriebsamplitude, Omega (t); muss „einheitlich“ sein
hamiltonisch. drivingFields[] .phase.time_series.times	Liste [Dezimal]	Zeitpunkte der Fahrphase, phi (t)
hamiltonisch. drivingFields[] .phase.time_series.values	Liste [Dezimal]	Werte der Antriebsphase, Phi (t)
hamiltonisch. drivingFields[] .phase.muster	str	räumliches Muster der Antriebsphase, Phi (t); muss „einheitlich“ sein
hamiltonisch. drivingFields[] .tuning.time_series.times	Liste [Dezimal]	Zeitpunkte der Fahrverstimmung, Delta_Global (t)
hamiltonisch. drivingFields[] .tuning.time_series.values	Liste [Dezimal]	Werte der Fahrverstimmung, Delta_Global (t)
hamiltonisch. drivingFields[] .tuning.pattern	str	räumliches Muster der Fahrverstimmung, delta_Global (t); muss „einheitlich“ sein
hamiltonisch. localDetuning[] .magnitude.time_series.times	Liste [Dezimal]	Zeitpunkte des zeitabhängigen Faktors der lokalen Verstimmungsgröße, delta_LOCAL (t)
hamiltonisch. localDetuning[] .magnitude.time_series.values	Liste [Dezimal]	Werte des zeitabhängigen Faktors der lokalen Verstimmungsgröße, Delta_LOCAL (t)
hamiltonisch. localDetuning[]. Größe. Muster	Liste [Dezimal]	standortabhängiger Faktor der lokalen Verstimmungsgröße, h_k (Werte entsprechen Standorten in setup.ahs_register.sites)

Metadaten-Felder
Feld „Programm“	Typ	description
braketSchemaHeader.name	str	Name des Schemas; muss 'braket.ir.ahs.program' sein
braketSchemaHeader.version	str	Version des Schemas

Ergebnisschema der AHS Braket-Aufgabe

braket.tasks.analog_hamiltonian_simulation_quantum_task_result. AnalogHamiltonianSimulationQuantumTaskResult(Beispiel)


AnalogHamiltonianSimulationQuantumTaskResult(
    task_metadata=TaskMetadata(
        braketSchemaHeader=BraketSchemaHeader(
            name='braket.task_result.task_metadata',
            version='1'
        ),
        id='arn:aws:braket:us-east-1:123456789012:quantum-task/12345678-90ab-cdef-1234-567890abcdef',
        shots=2,
        deviceId='arn:aws:braket:us-east-1::device/qpu/quera/Aquila',
        deviceParameters=None,
        createdAt='2022-10-25T20:59:10.788Z',
        endedAt='2022-10-25T21:00:58.218Z',
        status='COMPLETED',
        failureReason=None
    ),
    measurements=[
        ShotResult(
            status=<AnalogHamiltonianSimulationShotStatus.SUCCESS: 'Success'>,

            pre_sequence=array([1, 1, 1, 1]),
            post_sequence=array([0, 1, 1, 1])
        ),

        ShotResult(
            status=<AnalogHamiltonianSimulationShotStatus.SUCCESS: 'Success'>,

            pre_sequence=array([1, 1, 0, 1]),
            post_sequence=array([1, 0, 0, 0])
        )
    ]
)

JSON(Beispiel)


{
    "braketSchemaHeader": {
        "name": "braket.task_result.analog_hamiltonian_simulation_task_result",
        "version": "1"
    },
    "taskMetadata": {
        "braketSchemaHeader": {
            "name": "braket.task_result.task_metadata",
            "version": "1"
        },
        "id": "arn:aws:braket:us-east-1:123456789012:quantum-task/12345678-90ab-cdef-1234-567890abcdef",
        "shots": 2,
        "deviceId": "arn:aws:braket:us-east-1::device/qpu/quera/Aquila",

        "createdAt": "2022-10-25T20:59:10.788Z",
        "endedAt": "2022-10-25T21:00:58.218Z",
        "status": "COMPLETED"

    },
    "measurements": [
        {
            "shotMetadata": {"shotStatus": "Success"},
            "shotResult": {
                "preSequence": [1, 1, 1, 1],
                "postSequence": [0, 1, 1, 1]
            }
        },
        {
            "shotMetadata": {"shotStatus": "Success"},
            "shotResult": {
                "preSequence": [1, 1, 0, 1],
                "postSequence": [1, 0, 0, 0]
            }
        }
    ],
    "additionalMetadata": {
        "action": {...}
        "queraMetadata": {
            "braketSchemaHeader": {
                "name": "braket.task_result.quera_metadata",
                "version": "1"
            },
            "numSuccessfulShots": 100
        }
    }
}

Hauptfelder
Ergebnisfeld der Aufgabe	Typ	description
Messungen []. shotResult. preSequence	Liste [int]	Vorsequenz-Messbits (eins für jede atomare Stelle) für jeden Schuss: 0, wenn die Stelle leer ist, 1, wenn die Stelle gefüllt ist, gemessen vor den Impulssequenzen, die die Quantenentwicklung bestimmen
Messungen []. shotResult. postSequence	Liste [int]	Bits für die Messung nach der Sequenz für jeden Schuss: 0, wenn sich das Atom im Rydberg-Zustand befindet oder die Stelle leer ist, 1, wenn sich das Atom im Grundzustand befindet, gemessen am Ende der Impulssequenzen, die die Quantenentwicklung bestimmen

Metadaten-Felder
Ergebnisfeld der Aufgabe	Typ	description
braketSchemaHeader.name	str	Name des Schemas; muss 'braket.task_result.analog_hamiltonian_simulation_task_result' sein
braketSchemaHeader.version	str	Version des Schemas
taskMetadata. braketSchemaHeader.name	str	Name des Schemas; muss 'braket.task_result.task_metadata' sein
taskMetadata. braketSchemaHeader. Ausführung	str	Version des Schemas
taskMetadata.id	str	Die ID der Quantenaufgabe. Für AWS Quantenaufgaben ist dies die QuantenaufgabeARN.
taskMetadata. Schüsse	int	Die Anzahl der Schüsse für die Quantenaufgabe
taskMetadata. Schüsse. deviceId	str	Die ID des Geräts, auf dem die Quantenaufgabe ausgeführt wurde. Bei AWS Geräten ist dies das GerätARN.
taskMetadata. Schüsse. createdAt	str	Der Zeitstempel der Erstellung; das Format muss im Format ISO RFC3339 -8601/ string format:mm:ss.sssz sein. YYYY-MM-DDTHH Die Standardeinstellung ist None.
taskMetadata.shots. endedAt	str	Der Zeitstempel, zu dem die Quantenaufgabe beendet wurde; das Format muss im Format ISO RFC3339 -8601/ string format:mm:ss.sssz sein. YYYY-MM-DDTHH Die Standardeinstellung ist None.
taskMetadata.shots.status	str	Der Status der Quantenaufgabe (CREATED,,, QUEUEDRUNNING,COMPLETED). FAILED Die Standardeinstellung ist Keine.
taskMetadata.shots. failureReason	str	Der Misserfolgsgrund der Quantenaufgabe. Die Standardeinstellung ist Keine.
additionalMetadata.action	braket.ir.ahs.program_v1.program	(Weitere Informationen finden Sie im Abschnitt zum Braket-Programmschema) AHS
additionalMetadata.aktion. braketSchemaHeader. queraMetadata.name	str	Name des Schemas; muss 'braket.task_result.quera_metadata' sein
additionalMetadata.aktion. braketSchemaHeader. queraMetadata. Ausführung	str	Version des Schemas
additionalMetadata.aktion. numSuccessfulShots	int	Anzahl der vollständig erfolgreichen Schüsse; muss der angeforderten Anzahl von Schüssen entsprechen
Messungen []. shotMetadata. shotStatus	int	Der Status des Schusses (Erfolg, Teilerfolg, Fehlschlag); muss „Erfolg“ lauten

QuEra Schema der Geräteeigenschaften

braket.device_schema.quera.quera_device_capabilities_v1. QueraDeviceCapabilities(Beispiel)


QueraDeviceCapabilities(
    service=DeviceServiceProperties(
        braketSchemaHeader=BraketSchemaHeader(
            name='braket.device_schema.device_service_properties', 
            version='1'
            ), 
            executionWindows=[
                DeviceExecutionWindow(
                    executionDay=<ExecutionDay.MONDAY: 'Monday'>, 
                    windowStartHour=datetime.time(1, 0), 
                    windowEndHour=datetime.time(23, 59, 59)
                ), 
                DeviceExecutionWindow(
                    executionDay=<ExecutionDay.TUESDAY: 'Tuesday'>, 
                    windowStartHour=datetime.time(0, 0), 
                    windowEndHour=datetime.time(12, 0)
                ), 
                DeviceExecutionWindow(
                    executionDay=<ExecutionDay.WEDNESDAY: 'Wednesday'>, 
                    windowStartHour=datetime.time(0, 0), 
                    windowEndHour=datetime.time(12, 0)
                ), 
                DeviceExecutionWindow(
                    executionDay=<ExecutionDay.FRIDAY: 'Friday'>, 
                    windowStartHour=datetime.time(0, 0), 
                    windowEndHour=datetime.time(23, 59, 59)
                ), 
                DeviceExecutionWindow(
                    executionDay=<ExecutionDay.SATURDAY: 'Saturday'>, 
                    windowStartHour=datetime.time(0, 0), 
                    windowEndHour=datetime.time(23, 59, 59)
                ), 
                DeviceExecutionWindow(
                    executionDay=<ExecutionDay.SUNDAY: 'Sunday'>, 
                    windowStartHour=datetime.time(0, 0), 
                    windowEndHour=datetime.time(12, 0)
                )
            ], 
            shotsRange=(1, 1000), 
            deviceCost=DeviceCost(
                price=0.01, 
                unit='shot'
            ), 
            deviceDocumentation=
                DeviceDocumentation(
                    imageUrl='https://a.b.cdn.console.awsstatic.com/59534b58c709fc239521ef866db9ea3f1aba73ad3ebcf60c23914ad8c5c5c878/a6cfc6fca26cf1c2e1c6.png', 
                    summary='Analog quantum processor based on neutral atom arrays', 
                    externalDocumentationUrl='https://www.quera.com/aquila'
                ), 
                deviceLocation='Boston, USA', 
                updatedAt=datetime.datetime(2024, 1, 22, 12, 0, tzinfo=datetime.timezone.utc), 
                getTaskPollIntervalMillis=None
    ), 
    action={
        <DeviceActionType.AHS: 'braket.ir.ahs.program'>: DeviceActionProperties(
                version=['1'], 
                actionType=<DeviceActionType.AHS: 'braket.ir.ahs.program'>
            )
    }, 
    deviceParameters={}, 
    braketSchemaHeader=BraketSchemaHeader(
        name='braket.device_schema.quera.quera_device_capabilities', 
        version='1'
    ), 
    paradigm=QueraAhsParadigmProperties(
        ...
        # See https://github.com/amazon-braket/amazon-braket-schemas-python/blob/main/src/braket/device_schema/quera/quera_ahs_paradigm_properties_v1.py
        ...
    )  
)

JSON(Beispiel)


{
    "service": {
        "braketSchemaHeader": {
            "name": "braket.device_schema.device_service_properties",
            "version": "1"
        },
        "executionWindows": [
            {
                "executionDay": "Monday",
                "windowStartHour": "01:00:00",
                "windowEndHour": "23:59:59"
            },
            {
                "executionDay": "Tuesday",
                "windowStartHour": "00:00:00",
                "windowEndHour": "12:00:00"
            },
            {
                "executionDay": "Wednesday",
                "windowStartHour": "00:00:00",
                "windowEndHour": "12:00:00"
            },
            {
                "executionDay": "Friday",
                "windowStartHour": "00:00:00",
                "windowEndHour": "23:59:59"
            },
            {
                "executionDay": "Saturday",
                "windowStartHour": "00:00:00",
                "windowEndHour": "23:59:59"
            },
            {
                "executionDay": "Sunday",
                "windowStartHour": "00:00:00",
                "windowEndHour": "12:00:00"
            }
        ],
        "shotsRange": [
            1,
            1000
        ],
        "deviceCost": {
            "price": 0.01,
            "unit": "shot"
        },
        "deviceDocumentation": {
            "imageUrl": "https://a.b.cdn.console.awsstatic.com/59534b58c709fc239521ef866db9ea3f1aba73ad3ebcf60c23914ad8c5c5c878/a6cfc6fca26cf1c2e1c6.png",
            "summary": "Analog quantum processor based on neutral atom arrays",
            "externalDocumentationUrl": "https://www.quera.com/aquila"
        },
        "deviceLocation": "Boston, USA",
        "updatedAt": "2024-01-22T12:00:00+00:00"
    },
    "action": {
        "braket.ir.ahs.program": {
            "version": [
                "1"
            ],
            "actionType": "braket.ir.ahs.program"
        }
    },
    "deviceParameters": {},
    "braketSchemaHeader": {
        "name": "braket.device_schema.quera.quera_device_capabilities",
        "version": "1"
    },
    "paradigm": {
        ...
        # See Aquila device page > "Calibration" tab > "JSON" page
        ...
    }
}

Felder für Serviceeigenschaften
Feld „Serviceeigenschaften“	Typ	description
Dienst. executionWindows[]. executionDay	ExecutionDay	Tage des Ausführungsfensters; muss 'Jeden Tag', 'Wochentage', 'Wochenende', 'Montag', 'Dienstag', 'Mittwoch', Donnerstag ',' Freitag ',' Samstag 'oder' Sonntag 'sein
Service. executionWindows[]. windowStartHour	Datum/Uhrzeit.Uhrzeit	UTC24-Stunden-Format der Uhrzeit, zu der das Ausführungsfenster gestartet wird
Dienst. executionWindows[]. windowEndHour	Datum/Uhrzeit.Uhrzeit	UTC24-Stunden-Format der Uhrzeit, zu der das Ausführungsfenster endet
service.qpu_capabilities.service. shotsRange	Tupel [int, int]	Minimale und maximale Anzahl von Aufnahmen für das Gerät
service.qpu_capabilities.service. deviceCost. Preis	float	Preis des Geräts in US-Dollar
service.qpu_capabilities.service. deviceCost. Einheit	str	Einheit zur Berechnung des Preises, z. B.: 'Minute', 'Stunde', 'Schuss', 'Aufgabe'

Metadaten-Felder
Metadaten-Feld	Typ	description
Aktion [] .version	str	Version des AHS Programmschemas
Aktion []. actionType	ActionType	AHSName des Programmschemas; muss 'braket.ir.ahs.program' sein
Dienst. braketSchemaHeader.name	str	Name des Schemas; muss 'braket.device_schema.device_service_properties' sein
Dienst. braketSchemaHeader. Ausführung	str	Version des Schemas
Dienst. deviceDocumentation. imageUrl	str	URLfür das Bild des Geräts
Bedienung. deviceDocumentation. Zusammenfassung	str	kurze Beschreibung auf dem Gerät
Service. deviceDocumentation. externalDocumentationUrl	str	externe Dokumentation URL
Service. deviceLocation	str	geografischer Standort des Geräts
Dienst. updatedAt	datetime	Zeitpunkt der letzten Aktualisierung der Geräteeigenschaften

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